[發(fā)明專(zhuān)利]一種測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置和方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310359356.X
• 申請(qǐng)日: 2013-08-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103398760A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李營(yíng);李曉彬;魏星
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01G19/00
• 分類(lèi)號(hào): G01G19/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

三體船是一種瘦長(zhǎng)的船體，三個(gè)船體共享一個(gè)主甲板和上層結(jié)構(gòu)，一般兩側(cè)船體較小，稱(chēng)為片體，中間的船體稱(chēng)為主體。三體船由于水動(dòng)力特性好，甲板面積大等優(yōu)點(diǎn)逐漸受到人們的關(guān)注。但由于船體與傳統(tǒng)船體結(jié)構(gòu)形式差異較大，不能直接用單體船的經(jīng)驗(yàn)公式估算三體船的振動(dòng)附連水質(zhì)量，給三體船振動(dòng)響應(yīng)預(yù)報(bào)帶來(lái)了困難。

現(xiàn)有的解決方案是將船體等效成圓柱體，利用劉易斯公式對(duì)附連水質(zhì)量進(jìn)行估計(jì)，在計(jì)算船體振動(dòng)響應(yīng)時(shí)，將這部分質(zhì)量加到結(jié)構(gòu)濕表面，然后開(kāi)展模態(tài)計(jì)算，計(jì)算得出船體結(jié)構(gòu)的固有頻率。該方案將船體等效為圓柱體，對(duì)單體船還比較適用，但三體船結(jié)構(gòu)特殊，增加了兩個(gè)片體后對(duì)附連水影響較大，采用原有方式無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)船體振動(dòng)附連水質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置和方法，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置，包括三體船模型、支架、支撐橫梁、激振器、測(cè)量裝置和信號(hào)處理系統(tǒng)，所述三體船模型固定在所述支架上，所述激振器和測(cè)量裝置安裝在所述支撐橫梁上，所述激振器、測(cè)量裝置與所述信號(hào)處理系統(tǒng)連接，所述支架通過(guò)上部構(gòu)件與所述激振器連接，所述激振器帶動(dòng)所述三體船模型振動(dòng)，所述測(cè)量裝置三體船模型的檢測(cè)力信號(hào)和加速度信號(hào)。

在本發(fā)明所述的測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置中，所述三體船模型包括主體、主支撐桿、輔支撐桿、分設(shè)在所述主體兩側(cè)的兩個(gè)片體，所述主支撐桿的一端通過(guò)主體連接構(gòu)件與所述主體連接，主支撐桿的另一端與所述輔支撐桿可伸縮連接，所述輔支撐桿的一端通過(guò)片體連接構(gòu)件與所述片體連接。

在本發(fā)明所述的測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置中，所述主體連接構(gòu)件通過(guò)螺帽與所述主體連接，所述片體連接構(gòu)件通過(guò)螺帽與所述片體連接。

在本發(fā)明所述的測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置中，所述測(cè)量裝置包括依次連接的阻抗頭、電荷放大器和采集器，所述阻抗頭與所述上部構(gòu)件連接，所述采集器與所述信號(hào)處理系統(tǒng)連接。

在本發(fā)明所述的測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置中，所述激振器還與功率放大器連接，所述功率放大器與所述采集器連接。

在本發(fā)明所述的測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置中，所述主體的外部設(shè)有主體固定圓環(huán)，所述片體的外部設(shè)有片體固定圓環(huán)。

在本發(fā)明所述的測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置中，所述支架的底部設(shè)有配重塊。

本發(fā)明還提供了一種使用權(quán)利要求1中的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方法，包括以下步驟：

S1、稱(chēng)重得到干模態(tài)三體船模型的質(zhì)量M₁；

S2、將三體船模型安裝在支架上，支撐橫梁固定在水池的池壁，將三體船模型沒(méi)入水中；

S3、開(kāi)啟激振器，三體船模型在水中振動(dòng)；

S4、通過(guò)測(cè)量裝置檢測(cè)整體試件振動(dòng)時(shí)的加速度A₂和驅(qū)動(dòng)力F₂；

S5、拆除三體船模型，重復(fù)所述步驟S3和S4，得到拆除三體船模型后的整體試件的加速度A₂和驅(qū)動(dòng)力F₂；

S6、計(jì)算得到三體船模型振動(dòng)時(shí)的附連水質(zhì)量

實(shí)施本發(fā)明的測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置，具有以下有益效果：

1、通過(guò)測(cè)量整體試件在水中振動(dòng)時(shí)的力和加速度信號(hào)，計(jì)算出三體船模型濕模態(tài)質(zhì)量，與干模態(tài)質(zhì)量相減，得到附連水質(zhì)量；本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。

2、本發(fā)明能利用相對(duì)較為簡(jiǎn)單的裝置，準(zhǔn)確測(cè)量出三體船的附連水質(zhì)量，并能通過(guò)調(diào)節(jié)主片體連接構(gòu)件，考察片體不同形狀、不同距離、不同相對(duì)位置對(duì)附連水的影響，為預(yù)測(cè)三體船振動(dòng)特性提供了依據(jù)。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置的主視圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1的側(cè)視圖；

圖4是三體船模型的側(cè)視圖；

圖5是圖4的俯視圖；

圖6是本發(fā)明測(cè)量三體船附連水質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。